Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5

Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
KOMPETENSI 1
MENGINTERPRETASIKAN PERPINDAHAN TITIK APUNG (CENTER OF
BUOYANCY) DAN TITIK BERAT (CENTER OF GRAVITY)
Indikator :
setelah mengikuti pembelajaran ini, siswa diharapkan agar dapat
menginterpretasikan perpindahan titik apung dan titik berat dengan
baik dan benar
Tujuan :
siswa dapat menginterpretasikan perpindahan titik apung dan titik
berat
1. Menginterpretasikan perpindahan titik apung (center of buoyancy) dan
titik berat (center of gravity)
1.1 Perpindahan Titik Apung
Mari perhatikan dengan seksama gambar dibawah ini, yang menunjukkan
sebuah kapal dalam keadaan kosong dan kapal dalam keadaan diberi sejumlah
beban.
a.
b.
W
L
B
W
L
B
K
K
Gambar 1. Kedudukan kapal dengan garis benaman yang berbeda
Ketrangan :
WL
= Water line = garis air
B
= Bouyancy = titik apung
K
= titik lunas
Pada gambar a menujukkan bahwa kapal dalam keadaan kosong, dimana letak
titik apung (b) berada tepat ditengah – tengah sarat (garis benaman). Sehingga
pada kapal yang berbentuk kotak ini, besaran KB = ½ d.
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
1
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
Sekarang bandingkan dengan gambar b, dimana pada kapal tersebut sudah
ditambah sejumlah muatan yang menyebabkan saratnya berubah, walaupun sama
bahwa nilai KB pada kapal yang berbentuk kotak tersebut ½ kali sarat atau Kb =
½ d. ini menunjukkan bahwa dengan penambahan dan pengurangan muatan,
maka letak titik apung akan berubah. Dimana besaran nilai KB sangat tergantung
pada bentuk dasar kapal
1.2 Perpindahan titik berat (G)
Perpindahan titik apung juga berpengaruh terhadap perpibdahan titik berat
(G). jika ketak titik B berubah, maka titik G pun berubah. Perhatikan gambar
dibawah ini.
W
W
M
W
L
G
B
K
Gambar 2. Kedudukan titik G dan B di Kapal
Keterangan :
WL
= water line
= garis air
W
= bobot yang digeserkan
M
= titik metasentris
B
= buoyancy
K
= titik lunas
= titik apung
Titik berat sebuah kapal adalah titik tangkap dari semua gaya – gaya yang bekerja
dibawah. Dalam kepustakaan lain dikatakan bahwa titik berat G adalah titik kerja
resultante gaya berat seluruh bagian kapal, termasuk semua isi yang berada di
dalamnya.
Pada gambar tersebut diatas, menunjukan ketika kapal mendapat beban dari
atas, maka letak titik apung dan titik berat berubah. Demikian juga letak garis air
(WL) ikut berubah. Perubahan titik apung dan titik berat berpengaruh terhadap
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
2
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
stabilitas kapal. Mengingat perpindahan titik apung dan titik berat senatiasa berubah
seiring dengan penambahan dan pengurangan muatan, maka terjadilah pergeseran
gerak.
1.3 Menghitung KG Dengan Hukum Geser
Perhatikan di bawah ini, dimana terjadi pergeseran beban atau muatan di
sebelah kiri ke sebelah kanan sejauh jauh jarak dalam hal ini adalah d atau AB.
Pergeseran sejumlah beban bobot dari kiri ke kanan, juga berpengaruh terhadap
kedudukan titik berat. Di mana dalam kondisi ini seakan – akan ada dua buah titik
berat di kiri dan di kanan. Perubahan letak beban di kiri ke kanan atau dari atas ke
bawah atau sebaliknya, itulah yang dinamakan pergeseran atau perpindahan titik
berat.
A
B
Keterangan :
W
=
Berat
bobot
yang
digeserkan
W
W
C
C
AB
=d
= Jarak geseran
= Titik berat kapal tanpa
C
bobot
geseran.
= Titik berat kapal dengan
bobot geseran di sebelah kiri.
W
W W
Gambar 3. Hukum Geser
= Titik berat kapal dengan bobot geseran setelah digeserkan ke kanan.
Ternyata bahwa, untuk dapat menyelaraskan antar teori dan praktek, di bawah ini
terdapat beberapa contoh perhitungan memperoleh nilai KG sebagai akibat
perpindahan titik apung dan titik berat.
Untuk menghitung sebuah stabilitas sebuah kapal tidak terlepas dari hokum geseran
sebagai berikut :
G berpindah ke G1 searah dengan perpindahan bobot geseran.
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
3
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
GG1 // AB
GG1 : AB
= GG2 : AG2
GG1 : d
=W:
. GG1 = W x d
GG1 = W x d
Contoh 1 :
Displacement sebuah kapal ikan adalah 9.000 ton dengan KG = 22 kaki 800 ton ikan
dipindahkan dari atas ke bawah sejauh 20 kaki. Berapakah KG setelah pemindahan
ikan tersebut dilakukan (dikonversikan dalam meter) ?
Penyelesaian :
Diketahui :
W
= 800
d
= 20
= 9.000
Ditanya : KG ?
Jawab :
GG1
=Wxd
GG1
= 800 x 20 = 1,7
9.000
KG
= 22 – 1,7 = 20,3 kaki x 0,3 m = 6,09 m
2. MENGHITUNG PERPINDAHAN TITIK APUNG DAN TITIK BERAT
Pada bab yang terdahulu telah dijelaskan bahwa dengan perpindahannya
sejumlah beban atau bobot gesera di kapal dari atas ke bawah atau sebaliknya,
menyebabkan telah terjadinya pergeseran titik GG1 dar Kg.
Perubahan ini digambarkan dengan rumus :
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
4
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
GG1
2014
=Wxd
Maka :
KG
= KG awal ± GG1
Contoh 1 :
Berat benaman sebuah kapal ikan adalah 10.000 ton dengan KG = 20 kaki. Kemudian
500 ton ikan dipindahkan dari bawah ke atas sejauh 10 kaki. Berapakah KG setelah
pemindahan tersebut (dikonversikan ke dalam meter) ?
Jawab :
GG1
=Wxd
= 500 x 10
10.000
= 0,5 kaki
KG
= KG awal – GG1
= 20 – 0,5
= 19,5 kaki
= 19,5 kaki x 0,3 m = 5,85 m
Contoh 2 :
Berat benaman sebuah kapal ikan adalah 11.000 ton dengan KG = 23 kaki. Kemudian
600 ton muatan dipindahkan dari bawah ke atas sejauh 15 kaki. Berapakah KG
setelah perpindahan tersebut(dikoversikan ke dalam meter) ?
Jawab :
GG1
=Wxd
= 600 x 15
11.000
= 0,8 kaki
KG
= KG lama – GG1
= 23 – 0,8
= 22,2 kaki
= 22,2 kaki x 0,3 m = 6,66 m
Contoh 3 :
Sebuah kapal ikan mempunyai berat benaman yang diketahui besarnya, dengan KG
= 25 kaki. Kemudian 500 ton muatan dipindahkan dari bawah ke atas sejauh 20 kaki.
Jika KG setelah perpindahan tersebut adalah 26,6 kaki, berapakah berat benaman
kapal tersebut (dikoversikan ke dalam meter) ?
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
5
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
Jawab :
KG
= KG lama + GG1
26,6
= 25 + GG1
GG1
= 26,6 – 25
= 1,6 kaki
GG1
=Wx d
1,6
= 500 x 20
1,6 x
= 10.000
= 10.000
1,6
= 6.870 ton
= 6.870 ton x 0,3 m = 21.061 ton
contoh 4 :
sebuah kapal ikan mempunyai berat benaman 15.000, dengan KG yang belum
diketahui besarnya. Kemudian 500 ton muatan dipindahkan dari atas ke bawah
sejauh 10 kaki. Jika KG setelah perpindahan tersebut adalah 22,5 kaki, berapakah
nilai KG sebelum peminsdahan (dikoversikan ke dalam meter) ?
Jawab :
GG1
=Wxd
= 500 x 10
15.000
= 0,33 kaki
KG baru = KG lama – GG1
KG lama = KG baru – GG1
= 22,5 – 0,33
= 22,17 kaki
= 22,17 kaki x 0,3 m = 6,651 m
Contoh 5 :
Sebuah kapal ikan mempunyai benaman 15.000, dengan KG = 26 kaki. Kemudian
sebuah muatan dipindahkan dari atas ke bawah sejauh 10 kaki. Jika KG setelah
perpindahan tersebut 25 kaki, berapakah besaran bobot yang harus dipindahkan
tersebut (dikonversikan ke dalam meter) ?
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
6
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
Jawab :
KG baru = KG lama – GG1
GG1
= KG lama – KG baru
= 26 – 25
= 1 kaki
GG1
=Wxd
W
= GG1 x
d
= 1 x 15.000
10
= 1.500 ton
= 1.500 ton x 0,3 m = 450 ton
Contoh 6 :
Sebuah kapal ikan mempunyai benaman 10.000 ton, dengan KG = 25 kaki. Kemudian
500 ton muatan dipindahkan dari bawah ke atas dengan jarak yang belum diketahui.
Jika KG setelah dipindahkan tersebut adalah 27 kaki, berapakah jarak muatan yang
dipindahkan tersebut (dikoversikan ke dalam meter) ?
Jawab :
KG baru = KG lama + GG1
GG1
= KG baru – KG lama
= 27 – 25
= 2 kaki
GG1
d
=Wxd
= GG1 x
W
= 2 x 10.000
500
= 40 kaki
= 40 kaki x 0,3 m = 12 m
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
7
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
3. Rangkuman
Dalam uraian materi di atas dapat dirangkum sebagai berikut :
1. Untuk menghitung perpindahan titik tersebut berat dapat dipergunakan rumus
pergeseran sebagai berikut :
GG1
=Wxd
2. KG baru
= KG lama ± GG1
3. Rumus tersebut di atas masih dapat divariasikan yang disesuaikan dengan
jenis soal dan pertanyaan.
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
8
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
KOMPETENSI 2
Menghitung TPI dan TPC
Indikator :
Setelah Mengikuti Pembelajaran Ini, Siswa Diharapkan Agar Dapat
Mengidentifikasi Satuan Muatan Kapal ( Perubahan Sarat Kapal )
Dengan Baik Dan Benar
Tujuan :
Siswa Dapat Mengidentifikasi Satuan Muatan Kapal
1. Menghitung TPI dan TPC
1.1 Satuan Muatan Kapal ( Perubahan Sarat Kapal )
Materi ini yang digunakan juga menghitung luas bidang air mempergunakan
Simpson Rule. Untuk menghitung satuan muatan kapal (perubahan sarat kapal)
diperlukan data TPI (Tons Per Inch Immertion) atau TPC (Tons Per Inch
Immertion). Data tersebut dapat diperoleh dari DWT Scae atau hydrostatic curve
dengan memakai argumen sarat rata – rata. TPI ialah jumlah berat yang harus
dimuat atau dibongkar untuk mengubah sarat rata – rata kapal sebanyak satu inchi.
Sedangkan TPC ialah jumlah yang harus dimuat atau dibongkar untuk mengubah
sarat rata – rata kapal sebanyak satu centi meter. Bila dimuat bobot seberat W ton
dan sarat rata – rata kapal bertambah dengan 1 inchi, maka W = TPI dan WW 1 =
LL1 = 1 = 1/12 kaki.
Berat W = TPI
= berat air yang dipindah sebuah kotak WW1 LL1
Volume WW1 LL1
= AWP x 1/12
= AWP kaki3
12
Beratnya
= AWP = AWP
12 x 35
420
A = AWP = luas bidang air
Jadi
:
TPI = AWP
420
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
9
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
W
L
W1
L1
2014
1
/12
Fresh water
FWA
Sea water
d2
d1
Gambar 4. Perubahan sarat kapal
Keterangan :
1 ton air laut volumenya 35 kaki
3
1 ton air tawar volumenya 36 kaki
3
V1
= Volume badan kapal dalam air (air laut)
V2
= Volume badan kapal dalam air (air laut)
D1
= Sarat rata – rata kapal di air laut
D2
= Sarat rata – rata kapal di air tawar
FWA
= d2 – d1
Berat
= Vol
SF
Vol.
= Berat x 35 Փ SF air laut = 35
V1
= Displacement x 35 ft3 x 1,025
V2
= Displacement x 35 ft3 x 1,000
Selisih Vol
_
= (1,025 – 1,000) x x 35 ft3
Selisih sarat (dalam feet) = 0,025 x
x 35 x ft3
A ft3
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
10
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
x 35 x ft3
Selisih sarat (dalam inchi) = 0,025 x
A
TPI
=A
420
A
= TPI x 420
Selisih sarat (dalam inchi) = 1
x
40
x 35 x 12 “
TPI x 420
FWA = _
_
40 x TPI
FWA
= dalam inchi
TPI
= Ton Per Inchi
a. Perubahan sarat karena muat atau bongkar di kapal :
(1) TPI = A W P
12 x 35
TPI
AWP
= TON PER INCHI air laut
= Aera Of Waterplane =
luas bidang air
(2) TPI = A W P
12
= 1 feet (12 incehs)
13
= SF air laut
TPI
= TON PER INCHI di air
tawar
12 x 36
AWP = Area OF Waterplane =
luas bidang air
(3) TPC = 1,025 AWP
12
= 1 feet (12 inches)
36
= SF air tawar
TPC = TON PER CM DI air
tawar
100
AWP = Area Of Waterplane =
luas bidang air
100 = 1 meter (100 cm)
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
11
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
b. perubahan BJ. Air dimana kapal mengapung :
Untuk menghitung perubahan sarat kapal diperlukan data FWA (Fresh Water
Allowance) yang dapat diperoleh dari Load Line Certifikat atau PLimsoll Mark.
Nilai FWA adalah jarak garis muat S ke atau T ke TF.
(1) FWA =_______
FWA
40 x TPI
= dalam inchi
= displacement
(2) FWA = _______
TPI
= TON PER INCH
FWA
= dalam mm
4 x TPC
= displacement
TPC
= TON PER CM
Luas bidabg air dari kapal berbentuk kotak adalah sama dalam semua keadaan sarat
dan trim. Dengan sendirinya TPI nya akan sama setiap sarat. Oleh kerana bidang air
kapal itu tidak sama untuk keadaan setiap sarat, maka nilai tidak sama atau berubah
sesuai perubahan saratnya. TPI dihitung bagi sarat kapal kosong sampai kapal
bermuatan penuh. Pada tabel atau grafik akan terdapat TPI pada sarat – sarat yang
berurutan.
1.2. Lingkup TPI
Apabila menggambar lengkungan TPI, maka TPI itu digambar untuk setiap sarat
yang bersangkutan. Pada umumnya lebih baik menggambar saratnya pada garis
yang tegak dan TPI nya pada garis yang mendatar.
16
15
14’09”
14
13’00”
13
12’03”
12
11’06”
11
10
2
7
2 8
2 9
3 0
3 1
3 2
T.P.I. dalam Ton
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
12
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
Gambar 5. Lengkung TPI
Contoh soal 1 :
Gambarkan grafik TPI dari data dibawah ini.
a. Sarat rata – rata (mean draft) dalam kaki
TPI dalam ton
: 10
12
: 26,5 28,5
14
16
30,4
32,3
b. Dari diagram ini carilah TPI pada sarat 11 „ 06 “ dan 14‟ 00”.
c. Apabila kapal terapung pada sarat rata – rata yaitu 13‟00” dan kemudian
memuat 50 ton ikan tuna, 10 ton ikan lemuru, dan bahan bakar 25 ton,
dengan ballast sebanyak 45 ton dipompa keluar/dibuang. Hitunglah sarat rata
– rata terakhir ?
Jawab :
a. Untuk diagram lihat gambar…
16
15
14’09”
14
13
12
13’00”
12’03”
11’06”
11
10
2 7
2 8
2 9
3 0
3 1
3 2
T.P.I. dalam Ton
b. TPI pada sarat :
11‟ 06” = 28,0 ton
:
12‟ 03” = 28,7 ton
:
14‟ 09” = 31,1 ton
c. TPI pada sarat 13‟ 00” = 29,5 ton
d. Dimuat ikan tuna = 50 ton
Ikan lemuru
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
= 10 ton
13
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
Bahan bakar
= 25 ton +
Jumlah dimuat
= 85 ton
Dibongkar ballast
= 45 ton -
Jlh akhir muat
= 40 ton
Penambahan sarat
=
2014
ton
= 00‟ 01,4”
Sarat mula – mula
= 13‟ 00” +
Sarat rata –rata baru = 13‟ 01,4 “
Bila kertasnya segi panjang, maka yang memanjang dipergunakan skala
displasemen dan lebarnya untuk skala sarat.adalah sangat penting agar skala dimulai
dari angka 0 apabila diperlukan untuk mengetahui sarat – saratnya antara kapal
kosong dan kapal bermuatan penuh.
2. Perhitungan TPI Dan TPC ( Satuan Muatan Kapal )
Rumus mencari FWA dalam inchi
Untuk mencari FWA dapat dilakukan dengan menggunakan rumus :
FWA
=
40 TPI
Contoh soal :
Berat benaman sebuah kapal adalah 11.000 ton dan TPI untuk sarat musim
panasnya 40. Hitunglah berapa FWA bagi kapal tersebut ?
Jawab :
FWA
=
40 TPI
=
=
= 6,87 inchi
Rumus mencari FWA dalam centimeter (cm)
FWA
=
4 x TPC
Contoh soal :
Berat benaman sebuah kapal adalah 13.000 ton dan TPC nya 50.
Hitunglah FWA dalam cm ?
Jawab :
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
14
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
FWA
2014
=
4 x TPC
=
= 6,5 cm
Rumus mencari TPI
Untuk mencari TPI dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
TPI
=
Contoh soal :
Sebuah kapal dengan panjang garis airnya 420 kaki dibagi – bagi ordinat – ordinat
yang berjarak sama antara satu dan lainnya. Panjang ordinat untuk separuh bidang
air adalah sebagai berikut : 0; 0,2; 0,8; 1,2; 2,5; 3,2; 3,5; 3,5;. Hitunglah luas
bidang air dan TPI bagi sarat itu ?
Jawab :
No.
ordinat
Pengali
Hasil
a
0
1
1,0
b
0,2
4
0,8
c
0,8
2
1,6
d
1,2
4
4,8
e
2,5
2
5,0
f
3,2
4
12,8
g
3,5
1
3,5
Jumlah
29,5
h
= 420/6
Luas bidang air
= 70 kaki
= 2 x h/3 (a + 4b + 2c + 4d + 2e + 4f + g)
= 2 x 70/3 (29,5) = 1.376,7 kaki2
TPI
=
=
= 2,28
3. Rangkuman
Dari uraian materi diatas, dapat dapat dirangkum sebagai berikut :
1. Untuk mencari FWA dalam inchi dapat dipergunakan rumus :
FWA
=
40 TPI
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
15
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
2. Untuk mencari FWA dalam mm dapat dipergunakan rumus :
FWA
=
4 x TPC
3. Untuk mencari TPI dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
TPI
=
AWP
420
4. Untuk melukis TPI dapat dipergunakan lengkung TPI
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
16
Diktat Bangunan Dan Stabilitas KAPIN SUPM Ambon Semester 5
2014
DAFTAR PUSTAKA
Coakley, Ned; Y, Bnn; Glan Conway; Fishing boat construction: 2 Building a fibreglass
fishing boat, Fao Fisheries Technical Paper, 321, Clwyd LL28 SSL
UNJUK KERJA, Food And Agriculture Organization Of The United
Nations; Rome, 1991
Commercial Fishing Supplies, Commercial Long Line Gear Gear Options and
LONGLINE HARDWARE, Bnsbane Road, Mooloolaba, Qld, Australia,
2007
Departemen Kelautan dan Penkanan Republik Indonesia, ldentifikasi Beberapa Alat
Penangkapan Ikan Yang Diperbolehkan dan Yang Dilarang Oleh
Pemerintah Indonesia, 2003
Departemen Kelautan dan Penkanan Republik Indonesia, Juklak Prosedur Pengukuran
dan Pengujian Kelayakan Kapal Perikanan. 2005
Eldon j Levi, design and operation of a small two-boat purse seine, short papers and
notes, National oceanic and atmosphenc administration, national
marine fishenes service southeast
Fao - Figis, Tuna Fishing Techniques Industnal Tuna Longlin ng Eishing Technology
Service, Fiit 19-09-2003 Figts Fishing Techniques Fact Sheets, Food
And Agriculture Organization Of The United Nations, Semarang, 2005.
Her Majesty's Stationery Office, The Fishing Vessels (Safety of 1S-24 Metre Vessels)
Regulations 2002, Crown copyright 2002. ISBN O 11042712 2, HMSO,
London, 2002
Santos, Victor, Fishing Vessel Safety Regulations, Canadian Marine Advisory Council
(Cmac), Discussion Paper, Ottawa, Ontario Kla On8, 2005
Standar Nasional Indonesia, Bentuk Baku Kapal Pukat Cincin (Purse Seine) 75 - 150
GT, SNI-01-7239-2006
Thomas Lamb, Ship Design and Construction, Volume 11, Published in 2004 byThe
Society of Naval Architects and Manne Engineers 601 Pavonia
Avenue,Jersey City, NJ, 07306, 2004
Oleh : Achmad Jais Ely. ST.,M. Si
17